30分鐘可屠盡3萬隻蜜蜂的大黃蜂,被蜜蜂用物理學反制

2020-11-25 澎湃新聞

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2019年底,美國華盛頓州首次發現了兩隻亞洲大黃蜂,這種有著「殺人蜂」外號的大黃蜂為當地帶來了新的擔憂。

你或許聽說過「非洲殺人蜂」的大名,但在亞洲大黃蜂面前則有些相形見絀。它們也被稱作大虎頭蜂、金環胡蜂,身長將近5釐米,體色鮮豔,橙黑相間,是世界上最大的胡蜂。

亞洲大黃蜂

與巨大體型相配的毒刺有近0.6釐米長,甚至可以刺穿人的衣服,包括養蜂人的衣服。不同於蜜蜂那種「傷敵一千,自損八百」的一次性毒刺,亞洲大黃蜂的毒刺可以連續發起進攻並釋放劇毒。

日本京都產業大學的黃蜂研究員高橋俊一表示,這種大黃蜂之所以被稱為「殺人蜂」,是因為它們的毒性與毒蛇毒性相當,被亞洲大黃蜂多次蟄傷是致命的。

據報導,僅在日本平均每年就有多達50人死於它們的叮咬,而在2013年,亞洲大黃蜂數量異常之多,僅在我國陝西一個省就造成了42人死亡。曾有受害者表示,被蟄的感覺就像熱金屬刺入皮膚。

亞洲大黃蜂蟄死老鼠

不過和絕大部分生物一樣,亞洲大黃蜂通常不會攻擊人類或動物,除非它們覺得自己的巢穴受到威脅。與蜇人相比,它們大量捕殺蜂群的事跡更加聞名。

亞洲大黃蜂的食譜很豐富,包含了多種昆蟲,其中蜜蜂是它們的最愛。

事實上很多種胡蜂都有捕食蜜蜂的習性,雖然兩者外形相似,而且名字裡都帶「蜂」,但胡蜂屬於膜翅目胡蜂科昆蟲,而蜜蜂屬於膜翅目蜜蜂科,也就是說,胡蜂並不是一種蜜蜂。

但它們也是有很深的淵源的。美國昆蟲學家米切納(Michen-er)認為,蜜蜂是從1億年前的細腰胡蜂進化而來。

變異的胡蜂改變了捕獵其它節肢動物幼蟲的肉食性習性,成為採集花粉及花蜜飼餵幼蟲的素食主義者,沒想到最後又落為胡蜂的盤中餐。

亞洲大黃蜂捕食蜜蜂

亞洲大黃蜂通常單獨捕獵,但在夏末和秋季之間,工蜂會聯合起來,對其他群居昆蟲的巢穴進行大規模攻擊,尤其是蜜蜂。這種行為甚至有一個名稱,叫做「屠殺和佔領階段」。

當「偵察兵工蜂」發現蜂巢時,就會用一種特殊的物質來進行標記,其中含有信息素。其他大黃蜂就會被吸引,然後帶著2到50隻蜂的後備隊伍,屠殺就開始了。

它們用強有力的下顎撕咬掉蜜蜂的頭,帶走蜂蜜、幼蟲和蛹等戰利品,然後把蜂巢據為己有,餵養自己的幼蟲。

這種侵略往往十分迅速。研究人員觀察發現,一隻大黃蜂每14秒就能殺死一隻蜜蜂,而一個蜂巢內有成千上萬的蜜蜂,大黃蜂可在數小時內消滅整個蜂巢。

「亞洲大黃蜂是蜜蜂最頻繁的捕食者,」美國自然歷史博物館館長詹姆斯·卡彭特(James Carpenter)說,「一些黃蜂專門攻擊蜂巢,這使得在這些黃蜂的領地裡養蜂幾乎是不可能的。」

這確實有些不可思議,我們可能沒有親自捅過蜂窩,但一定在電視上領略過蜜蜂的戰鬥力。雖然亞洲大黃蜂有體型優勢,但蜜蜂的數量優勢顯然更大,難道成百上千的蜜蜂還沒辦法制服幾隻胡蜂?

亞洲大黃蜂體型(上)和蜜蜂體型(下)的比較

其實並不是蜜蜂的太弱,而是因為對手太強。不知道你有沒有接觸過亞洲大黃蜂或者其屍體,它們的外殼十分堅硬,相較之下蜜蜂的刺有些無能為力。

那麼面對亞洲大黃蜂,蜜蜂只能任其宰割嗎?並非如此。當用蠻力無法打敗入侵者的時候,一些蜜蜂就探索出了新的應對方式,利用己方的數量優勢將入侵者活活「熱死」。

亞利桑那大學自然資源與環境學院副教授凱蒂·普魯迪奇(Katy Prudic)表示,儘管大黃蜂體型龐大,有致命的毒刺,還有可怕的名字,但日本蜜蜂已經進化出一種「伏擊防禦」的方式來對付這些大黃蜂。

我們之前提到過,亞洲大黃蜂屠殺前會派一些「偵察兵」打探情況,這成了日本蜜蜂的突破口。它們無法抵抗一群大黃蜂的攻擊,但可以設法制服這些偵察兵,以此保證自己和後代免受攻擊。

日本蜜蜂熱死大黃蜂的全過程

當蜜蜂注意到敵人時,便將危險信息傳遞給同伴。隨後幾隻蜜蜂組成的「敢死隊」便犧牲自己,將大黃蜂引到蜂巢中。

在那裡其他蜜蜂集體撲向入侵者,圍繞它形成蜂團,並開始迅速拍打翅膀,以此產生熱量,就像一個小烤箱一樣,將內部溫度提高到46.1攝氏度以上。

蜜蜂能在高溫下生存,但大黃蜂卻不能,這對亞洲大黃蜂來說是致命的。在嘈雜的嗡嗡聲中,一隻大黃蜂從裡到外慢慢地被烤熟。

在此期間一些蜜蜂如果死亡,其他同伴會立即就位,防止仍然活著的捕食者突破防禦。在長達一小時的「蒸烤」後,大黃蜂最終難以忍受而死亡。

被熱死的亞洲大黃蜂

早在2005年,科學家們就注意到了蜜蜂的這種行為,並一直在研究它們,目前研究人員已經發現了日本蜜蜂調節這種高溫蜂團相關的大腦機制。

研究人員在不同的時間把蜜蜂從火熱的防禦型蜂團中抓出來,以探究它們的大腦的哪些部分是活躍的。他們發現蜜蜂在蜂團中活動時,參與複雜行為的大腦中樞細胞比進行其他活動時更活躍。

「這個區域的神經元可能也參與工蜂的熱信息處理,」研究人員表示。

當蜜蜂暴露在高溫下時同樣的大腦活動也被觀察到,這支持了這樣一種觀點,即它們的大腦區域發出指令,使蜜蜂產生穩定的熱量,這種熱量足以殺死黃蜂,但不能殺死它們自己。

由於日本蜜蜂和大黃蜂的致死溫度只有3到5攝氏度的差異,因此對日本蜜蜂來說,在形成一個炎熱的防禦蜂團時,對產生的熱量進行準確的監測和控制至關重要。

這些被激活的區域「可能參與熱信息處理,以適當地調節飛行肌肉振動的持續時間,並控制在形成蜂團期間產生的熱量。」

事實上包括中華蜜蜂、印度蜜蜂以及日本蜜蜂等亞種的東方蜜蜂中基本都有這種「抱團熱死敵人」的抵禦策略,不過它們的西方親戚面對亞洲大黃蜂毫無還手之力。

西方蜜蜂是分布最廣泛的商業傳粉者,因為產蜜能力出眾,所以被世界各國引進,而亞洲大黃蜂起源於東亞和東南亞,在英美等其他國家一直是作為一種入侵物種存在的。

沒有經歷過亞洲大黃蜂捕殺的西方蜜蜂就像原來的日本蜜蜂一樣,試圖通過蜇黃蜂來抵禦黃蜂的攻擊,但這是無效的。

美國養蜂人每年提供數十億隻蜜蜂,幫助至少90種農作物授粉。他們擔心這種新的入侵者會進一步惡化重要傳粉昆蟲數量已經嚴重減少的情況。

「日本蜜蜂已經適應了這種捕食者,經過數代學會了保護自己,」華盛頓州白奇灣的養蜂人露絲·丹尼爾森(Ruthie Danielsen)說,「我們的蜜蜂,捕食者以前從未到過這,所以它們沒有防禦能力。」

他同時表示養蜂人正在研究一種在日本使用過的特殊陷阱,這種陷阱放置在蜂箱前,可以在亞洲大黃蜂的偵察兵用信息素標記蜂箱之前抓住它。

不過2017年,研究人員在西方蜜蜂身上也觀察到了類似的蜂團和產熱行為。不同之處在於,蜂團中的西方蜜蜂仍然試圖蟄大黃蜂,而同區域的日本蜜蜂並不會做這種嘗試。

Jennifer Welsh. Bee Brains Hold Temp Steady to Slow Cook Wasps. Live Science. 2012.3.15.

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「殺手大黃蜂」驚現美國,你需要了解這些. 國家地理中文網. 2020.5.8.

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Paige Embry. Just How Dangerous Is the 『Murder Hornet』? Scientific American. 2020.5.6.

Dan Evon. Can Honeybees 『Cook』 a 『Murder Hornet』 Alive? Snopes. 2020.5.7.

原標題:《30分鐘可屠盡3萬隻蜜蜂的大黃蜂,如何被蜜蜂用物理學奇招反制?》

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